煤矿安全成套技术及工艺-重庆院.ppt

（一）煤层气井下开发成套工艺技术 用途： 对矿区煤层气资源评价、矿井瓦斯涌出量以及煤层气抽采量预测 利用以500m顺煤层长钻孔为基础的包括煤层气抽采钻孔成孔、钻孔布置、钻孔封孔等成套技术及装备 通过相应工程支撑形成井下煤层气规模开发与采煤的一体化，完成矿井煤层气的规模开发与利用工程 （一）煤层气井下开发成套工艺技术 技术关键 煤层气赋存、涌出、抽取量变化规律与预测理论 井下煤层气规模开发与兼顾煤炭开采的合理开拓方式与参数研究确定 顺煤层长钻孔成孔工艺技术 钻孔封孔工艺技术、材料和设备 下向钻孔成孔工艺技术及孔内积水外排技术 （二）煤层瓦斯综合抽采技术 开采层瓦斯抽采 邻近层瓦斯抽采 采空区瓦斯抽采 1.开采层瓦斯抽采 大面积预抽瓦斯的基本模式 穿层网格顶抽 1.开采层瓦斯抽采 大面积预抽瓦斯的基本模式 穿层网格顶抽 主要优点 不受生产影响，能提供足够的抽采时间和空间 能在巷道未揭露煤层前进行预抽，对防止揭煤和掘进突出有着重要作用 施工条件好，成孔率较高 钻孔服务时间长，可服务于预抽、边采(掘)边抽和采后卸压抽采全过程 1.开采层瓦斯抽采 大面积预抽瓦斯的基本模式 穿层网格顶抽 主要缺点 需掘进底板专用抽采巷 钻孔工程量大，钻孔利用率低 1.开采层瓦斯抽采 大面积预抽瓦斯的基本模式 顺层长钻孔顶抽 1.开采层瓦斯抽采 大面积预抽瓦斯的基本模式 顺层长钻孔顶抽 主要优点 钻孔工程量相对较小，不需要底板瓦斯抽采巷，成本低 单孔流量大，见效快 能服务于预抽，边采(掘)边抽 1.开采层瓦斯抽采 大面积预抽瓦斯的基本模式 顺层长钻孔顶抽 主要缺点 在煤巷中施工困难 打钻过程中，易发生卡钻，夹钻，喷孔，塌孔，不易成孔 长钻孔定向钻进还缺乏相应的技术和手段 受生产接替影响，抽采时间难以保证 1.开采层瓦斯抽采 大面积预抽瓦斯的基本模式 穿层条带＋平行钻孔预抽 1.开采层瓦斯抽采 大面积预抽瓦斯的基本模式 穿层条带＋平行钻孔预抽(芙蓉白皎煤矿) 1.开采层瓦斯抽采 大面积预抽瓦斯的基本模式 模块抽采(晋城寺河矿) 1.开采层瓦斯抽采 边采边抽 实质 抽采采面前方卸压条带的瓦斯 1.开采层瓦斯抽采 边采边抽 作用 工作面接近钻孔8~10m时，钻孔瓦斯流量显著增加，有的增加近10倍 工作面至孔口1.5m左右时，瓦斯流量明显下降，钻孔报废，下一个孔接着起作用 利用这一规律，在整个回采期间，都可进行边采边抽 1.开采层瓦斯抽采 边掘边抽 实质 抽采巷道两帮的卸压条带瓦斯 布孔原则 避开松动区和原始区，布置在卸压区内 1.开采层瓦斯抽采 提高煤层预抽瓦斯效果的技术途径 提高预抽瓦斯效果最根本的措施—提高煤层透气性 国内外试验和运用过的方法有： 水力化措施—水力压裂、水力疏松、水力割裂、水力冲孔等 孔内爆破 化学处理 应用前景较好的方法 深孔控制预裂爆破 高压水射流扩孔 1.开采层瓦斯抽采 提高煤层预抽瓦斯效果的技术途径 高压水射流扩孔 原理 在已施工的煤孔中，采用旋转的高压水射 流， 对钻孔周围煤体进行切割 钻孔直径扩大数倍 增大煤体暴露面积 扩大钻孔卸压范围 增加钻孔抽采瓦斯半径 提高预抽瓦斯效果 1.开采层瓦斯抽采 提高煤层预抽瓦斯效果的技术途径 高压水射流扩孔 效果图 1.开采层瓦斯抽采 提高煤层预抽瓦斯效果的技术途径 高压水射流扩孔 装备—SKP型高水射流扩孔器 由高压水射流扩孔头、高压水泵、高压钻杆等组成 1.开采层瓦斯抽采 提高煤层预抽瓦斯效果的技术途径 高压水射流扩孔 效果 在中梁山、芙蓉和松藻等矿务局的试验和应用表明： 穿层钻孔： 孔径扩大2.5~5.7倍 钻孔瓦斯抽采量提高2倍以上 2.邻近层瓦斯抽采 原理 在开采层的下部煤岩层，承受的自重应力大大降低，由压缩状态转为膨胀状态—下部卸压区 在卸压区内的煤层，吸附瓦斯解吸形成的游离瓦斯充满层间空隙，并通过层间裂隙涌入回采空间和采空区，这种层间空隙和裂隙不仅是卸压瓦斯的储存地点，也是良好的流动通道。因此，钻孔穿入或透过这些层间空隙——裂隙就能取得较好的抽采瓦斯效果。因为卸压瓦斯通过钻孔抽出要比通过层间的纵向裂隙涌向开采空间和采空区容易得多。这就是利用钻孔抽采邻近层瓦斯的基本原理。 2.邻近层瓦斯抽采 钻孔抽采 由开采层层内巷道打钻 适用于缓倾斜或倾斜煤层的走向长壁工作面 钻场设在工作面副巷内 多用于抽采上邻近层瓦斯 2.邻近层瓦斯抽采 钻场设在工作面进风正巷内 多用于抽采下邻近层瓦斯 2.邻近层瓦斯抽采 钻场设在开采层底板岩巷内 多用于抽采下邻近层瓦斯 2.邻近层瓦斯抽采 钻场设在开采层顶板岩巷内 多用于抽采上邻近层瓦斯 2.邻近层瓦斯抽采 布孔主